Süpernova’dan doğan gizemli parçacık Nötrino

Süpernova’dan doğan gizemli parçacık Nötrino
çift yıldızlı süpernovalar, dev nötrino dedektörü, dünyaya en yakın dev yıldız hangisidir, eta carinae nebulası, evrende mesafe nasıl ölçülür, evrenin hızlanarak genişlemesi, gama ışıması nedir, gama ışını nedir, karanlık enerji nedir, nötrino nedir, nötrinonun keşfi, süpernova bilimi, süpernovadan doğan gizemli parçacık nötrino, wr104

Bir gama ışını basitçe steroid kullanan bir süpernova gibidir. Dev bir yıldızın ölümü de şiddetlidir. Dünya’ya en yakın dev yıldız ise Eta Carinae. Muazzam bir nebula fakat aynı zamanda da çok dengesiz. Yıldızdan her türlü malzeme dışarıya uçuyor. Bir gama ışıması olarak zaten patlamış da olabilir. Ancak Eta Carinae Dünya için tek tehlike olmayabilir. Dışarılarda ölmekte olan başka yıldıar da var ve onlardan bir tanesi tam da bize doğru bakıyor. WR104’ün namlusunun hizasındayız.

Dünya’mıza en yakın, ölmekte olan ve bir gün kesinlikle gama ışıması gerçekleştirecek olan iki adet yıldız Eta Carinae ve WR104. Ne zaman olacağı kesin değil ama WR104’ün listesinde adımız olabilir. Ancak iyi haber, muhtemelen onun gerçekleştiğini dahi hissedemeyeceğiz. Şok dalgası, biz daha bir şeyler yapmaya fırsatımız olmadan bizi vuracak. Bu yüzden bunun hakkında endişelenmemiz için bir sebep yok.

Dev yıldızlar patladıklarında evrendeki en büyük patlamaları oluştururlar. Ancak son zamanlara kadar onlara bu kadar güç verenin ne olduğunu kimse bilmiyordu. Bilim insanları bilgisayarda bir süpernova patlaması oluşturmak istediklerinde bir problemle karşılaştılar. Ölen yıldızdan bir süpernova yaratmaya yetecek kadar enerji elde edemiyorlardı. Bu astronomi için bir felaketti. Bilgisayar modelleri yıldızları patlatamıyorlardı. Bir yıldızı patlatmak için çok enerjiye ihtiyaç vardı ve astronomlar onu bulamıyorlardı. Görünür radyasyon, yayılan enerjinin sadece küçük bir kısmıdır. Genişleyen bir gazın hareketinin enerjisi bile toplam enerjisinin sadece %1’idir. Patlamadan meydana gelen ve kayıp olan %99 enerji neredeydi? Bilim insanlarının simülasyonların gerçek durumla eşleşmesi için buldukları çözüm ise simülasyonlara ”nötrino” adı verilen gizemli bir parçacığı eklemeleriydi. İkinci aşama süpernovaların gerçekten de nötrino ürettiklerini ispatlamaktı.

1987 yılında şansları yaver gitti ve bir süpernova, yakınlarındaki bir galakside Büyük Macellan Bulutu’nda patladı. Bilim insanları bu patlamanın ışıklarını tespit ettiklerinde, süpernovaya 1987 adını verdiler. Süpernova 1987, süpernova çalışmaları için oldukça önemliydi çünkü teleskobun icadından sonra bir ilkti. Patlama anından bugüne kadar ki süreci, geliştirilmiş aletler vasıtasıyla incelenen çalışmalardan biriydi. Bu cihazlardan biri de yerin çok altında gömülü olan dev nötrino dedektörüydü. Nötrino dedektörleri ile ilk radyasyon dalgalarının ulaştığı görüldü ve süpernova 1987’den yayılan nötrinolar tespit edildi. Enerjinin %99’unun gittiği yer işte burasıydı ve kimse bunu görmemişti.

Nötrinolar atomdan trilyonlarca kez daha küçüktürler. Nükleer santrallerden bombalara ve patlayan yıldızlara kadar her çeşit nükleer reaksiyonda meydana gelebilirler. Eğer nötrino görme yeteneğimiz olsaydı, onları her yerde görebilirdik. Nötrinolar hayalet benzeri partiküllerdir. Şu anda bile trilyonlarcası vücudumuzdan geçiyor. Aslında nötrinolar zemininin altından geliyor. Yani Dünya’nın zemininden. Düşünün ki, bir sürü küçücük parçacık vücudunuzdan geçip gidiyor. Peki ama tüm bu enerjiyi nereden alıyorlar?

Çekirdek bir süpernova, infilakından hemen önce çöktüğünde, içindeki atomlar parçalanırlar. Çekirdek o kadar sıcak hale gelir ki bu atomik kalıntıları yanan nötrinolara dönüştürür. Bir süpernovanın çekirdeğinin nötron yıldızı olmak üzere çöktüğü anda muazzam miktarda nötrino ürettiğine inanıyoruz. Yaklaşık 10 saniye kadar çekirdek, nötrinoların ışıltısıyla parlayacaktır. Bu ise evrenin geri kalan zamanında üretilen enerjiden bile daha fazladır. Ancak yerçekimi, nötrinoları çekirdekte tutamaz. Kör edici bir patlama ile serbest kalırlar ve ölmekte olan yıldızı parçalarlar.


Nötrinonun keşfedilmesi süpernova bilimini de değiştirdi. Süpernova patlamaları öyle parlaktırlar ki tüm evren boyunca onları görebiliriz. Bu, astronomların uzayın en derin gizemlerinden birini çözmelerini sağladı. 14 milyar yıl önce Evren yaşamına Büyük Patlama ile başlamıştı. Atomdan bile küçük bir enerji topundan milyarlarca ve milyarlarca kez ışık yılı genişliğinde bir evrene dönüştü ve hala da genişliyor. Gelecekte insanların Büyük Patlama’nın nasıl oluştuğunu anlayabilecekleri ise merak konusu çünkü bilim insanları Büyük Patlama’nın nasıl oluştuğunu Dünya’dan uzaklaşan diğer galaksilere bakarak anlayabildiler. Bir gün galaksiler birbirlerinden o kadar uzakta olacaklar ki gökyüzünde bir şey görmek imkansız hale gelecek.

Bilim insanları genişlemekte olan evrenin yavaşladığını düşünüyorlardı fakat bunu ispatlayacak bir yol yoktu. Ta ki, çift yıldızlı süpernovalar yani tip 1 A’lar bulununcaya kadar. Beyaz cücenin boyutları, kütlesi Güneş’in 1.4 katına eriştiğinde her zaman infilak ederler ve daima aynı miktarda ışığı serbest bırakırlar. Uzayda mesafeleri ölçmek için mükemmel işaret noktalarıdırlar. Tip 1 A süpernova ile ne kadar parlak olduklarını ve ne kadar parlak göründüklerini bilirsek mesafelerini söyleyebiliriz çünkü daha uzak olduklarında teleskoplarda daha az parlaktırlar. Bu da bizim sadece çevremizdeki galaksilerin değil görülebilen evrenin en uzak köşelerindeki galaksilerin de mesafelerini ölçmemizi sağlar.

Astronomlar evrenin genişleme hızının yavaşladığını ispat etmelerini sağlayacak bir yol bulduklarını düşündüler. Aksine elde ettikleri büyük bir sürprizdi. 1998 yılında astronomlar inanılmaz ve beklenmedik bir keşifte bulundular. Beklenene göre evrenin genişlemesi yavaşlıyor olmalıydı çünkü herşeyden önce çekim gücü baskındı ve cisimlerin kütleleri yavaşlamalarına sebep olacaktı. Ancak genişleme hızlanıyordu ve hızlanma artıyordu. Tip 1 A süpernovaların sabit ışıkları astronomların evreni anlama biçimlerini tamamen değiştirdi.

Dünya’daki her bilim kitabı evrenin genişlediğini ve yavaşladığını yazar. Şimdi ise Dünya’daki tüm o bilim kitaplarının yeniden yazılması gerekiyor. Ancak astronomlar evrenin neden gittikçe hızlanarak genişlediğini hala bilmiyorlardı. Bilinmeyen bir tür enerjiden kaynaklanıyordu ve buna ”Karanlık Enerji” adını verdiler. Ancak ispatlanması zordu çünkü görünmezdi, dokunulmazdı hatta tespit bile edilemezdi. Karanlık enerjinin orjini veya fiziksel doğası henüz bilinmiyor. Belki de fizik dünyasının bir numaralı gözlemsel kaynaklı problemi aslında şu anda budur.

Yazar:

Önceki Yayın
Sonraki Yayın